2.6 와이핑

Wiping

 

Wiping 손상은 저널이나 Runner와 직접 접촉되어 Babbitt의 상당량이 밀리거나 제거될 때 발생된다. 이러한 Babbitt는 종종 베어링의 다른 위치에 부착된다.

2.6.1 Wiping 發生 過程 (Mechanisms)

전체 또는 부분적인 Wiping은 아마도 Babbitt 베어링에서 겪게되는 손상중 가장 친숙한 손상 형태일 것이다. Thrust 베어링에서의 일반적인 Wiping 양상이 그림 3-92에 나타나 있다. Wiping의 직접적인 원인으로서 세 가지 Mechanism을 생각할 수 있다. 이들 중 하나는, 표면사이의 직접적인 접촉으로 Babbitt의 용융이 발생된다. 두 번째 Mechanism은 접촉되는 동안 베어링 Metal이 전단 방향으로 절삭된다; 전단 절삭된 Material은 저널의 기계적 냉각 작용에 의해 소성 변형된다. 세 번째 Mechanism은, hmin 부근에서 생기는 과도한 압력으로 인해 일단 Babbitt의 항복 강도가 초과되면 Babbitt에 국부 소성 변형이 생긴다. 소성 변형된 Material은 베어링 간극 내로 돌출되어 Runner와 접촉되고 Wiping이 발생된다.

그림 3-92 과부하로 인해 Wiping된 21.75 in(55 ㎝) Thrust Bearing Pad

2.6.2 分類 및 可能 原因 (Classification and Possible Causes)

Wiping은 보통 첫 번째와 두 번째의 범주(Category)로 나누어질 수 있는 잠재적인 원인의 결과이기 때문에 포괄적인 용어라 할 수 있다. 첫 번째 Category는 윤활유의 부족, 충격이나 과도한 부하, 베어링의 열적 탄성 변형(Distortion)으로 인한 접촉 등과 같은 원인 때문에 생기는 Wiping이다. 두 번째 Category는 다른 손상 Mechanism의 결과로 생기는 Wiping이다.

Babbitt가 물리적으로 이동(Displacement)되는 직접적인 원인은 다음과 같은 것들이 있다.

• Misalignment

• 작은 간극

• 기동시의 문제

• 탄성 열적 변형

• 과도한 베어링 부하

• 불안정성 또는 과도한 진동

• 충격 부하

• 부적절한 조립

• 나쁜 부하각

• Oil의 부족

손상 Mode중 몇 개는 수정되지 않으면 결국에는 베어링의 2차 Wiping이 생기게 되는데 이런 것에는 다음과 같은 것들이다.

• Fatigue Wiping.

그림 3-93에서와 같이 피로가 발생된 베어링을 계속해서 사용하면 들어올려진 조각이 Shaft에 닿아 Babbitt가 떨어져 나가게 된다.

• 가스의 발생.

Wiping은 종종 Back Metal과 Babbitt의 접착 경계면에 생기는 기포 때문에 발생된다.

• 경계 윤활 Wiping.

Wiping은 기동 정지시 유막이 형성되기 전에 과도한 부하가 걸리거나, Turning Gear로 저속 운전시에 발생될 수 있다.

그림 3-93 Wiping 손상을 일으키는 Babbitt Fatigue

 

2.6.3 Wiping의 肉眼 確認 (Visually Identifying Wiping)

Wiping은 Runner와 베어링이 직접 접촉되어 생기는 결과이기 때문에, 이러한 종류의 손상은 Babbitt Material의 물리적인 이동으로 묘사할 수 있다. 이러한 이동의 가장 심한 흔적은 보통 hmin 근방에서 발생된다. 이러한 이동은 꽤 넓은 각도의 부위에 걸쳐 발생되는데, Wiping이 발생된 끝부분에 불규칙한 톱니모양의 들쭉날쭉한 모서리가 생기는 것이 특징이며, 이 부근의 손상되지 않은 Babbitt 표면에 이동된 Material이 부착된다. 만일 Wiping이 발생되는 동안에 온도가 높지 않았다면, 손상된 부위는 광택이 나 있을 것이고, 발생 과정에서 높은 온도가 발생되었다면, Wiping이 발생된 부위가 검게 윤이 날 것이다.

현장에서 진단한 근본 원인과 Wiping된 베어링의 몇 가지 특수한 예가 뒷부분에서 서술된다.

• 그림 3-94에 적당히 가볍게 Wiping이 발생된 저널 베어링을 보여주고 있다. Fatigue Wiping에서 이미 언급한 것과 같이, 이러한 Wiping의 전형적인 특징은 원래 위치에서 압력이 낮은 위치(모양과 접촉 흔적을 관찰해 보면 이전의 표면 위에 퇴적되었다는 것을 알 수 있음)로 이동된 Babbitt 층이 있다는 것이다. 이러한 표면 주변을 확대하여 그림 3-94b에 나타내었다.

• 극심한 Misalignment로 인하여, 베어링의 한쪽 끝부분에 집중적으로 발생된 Wiping을 그림 3-95에 나타내었다.

그림 3-94 일시적인 윤활유의 상실로 Wiping이 발생된 직경 3.0 in(7.6 ㎝)의 저널 베어링 (a) 베어링 수하부 (b) Wiping 부위

 

그림 3-95 베어링이 기울어져(Tilt) Wiping이 발생된 증기터빈 저널 베어링

 

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